(57)【要約】【課題】中央部フレームとブラケットの間にパッキンを配置する必要が無く密閉性を増すことができ、中央部フレームの端部で冷却液の流路をつなく部分を不要として小型化を図ることができるサーボモータ液冷構造および液冷モータを提供する。【解決手段】サーボモータ液冷構造１０は、一端部ブラケット１１と他端部ブラケット１２の間に配置される中央部フレーム１３とが長手方向に並べて配置されてケーシング２を構成するサーボモータに適用され、中央部フレーム１３には冷却液の流路６１，６２，６３，６４が長手方向ＣＬに沿って貫通して形成されており、冷却液の流路の両端部は封止され、冷却液の流路に対して中央部フレーム１３の外側から冷却液供給穴７１，８１，９１，１０１と冷却液排出穴７２，８２，９２，１０２が形成され、冷却液供給穴と冷却液排出穴は、サーボモータの外部に設けた冷却液供給部１１０に接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、前記一端部ブラケットと前記他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成するサーボモータに適用される液冷構造であって、
前記中央部フレームには、冷却液を通すための冷却液の流路が前記長手方向に沿って貫通して形成されており、前記冷却液の流路の両端部は封止され、前記冷却液の流路に対して前記中央部フレームの外側から冷却液供給穴と冷却液排出穴が形成され、
前記冷却液供給穴と前記冷却液排出穴は、前記サーボモータの外部に設けた冷却液供給部に接続されていることを特徴とするサーボモータ液冷構造。
【請求項２】
前記冷却液の流路の両端部の封止には、シール付きネジを用いることを特徴とする請求項１に記載のサーボモータ液冷構造。
【請求項３】
前記シール付きネジは、テーパネジであることを特徴とする請求項２に記載のサーボモータ液冷構造。
【請求項４】
一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、前記一端部ブラケットと前記他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成するサーボモータに適用される液冷構造を有する液冷モータであって、
前記中央部フレームには、冷却液を通すための冷却液の流路が前記長手方向に沿って貫通して形成されており、前記冷却液の流路の両端部は封止され、前記冷却液の流路に対して前記中央部フレームの外側から冷却液供給穴と冷却液排出穴が形成され、
前記冷却液供給穴と前記冷却液排出穴は、前記サーボモータの外部に設けた冷却液供給部に接続されていることを特徴とする液冷構造を有することを特徴とする液冷モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボモータ液冷構造および液冷モータに関し、特に冷却液を流すための冷却液の流路を備えるサーボモータ液冷構造および液冷モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却液を通して冷却する液冷式モータは、空冷式のモータに比べて、冷却能力が高いので連続的に高負荷をかけたり、高速回転する際に、モータ各部の温度上昇を抑えることができる。この液冷式モータは特許文献１に開示されており、特許文献１では液冷式モータにおける冷却液の流路の溝の設け方が開示されている。すなわち、液冷式モータでは、中央部ケーシングには冷却液の流路が設けられており、この中央部ケーシングの前端部に配置される前端部ケーシング（ブラケット）には冷却液の流路を連通するための一方の溝が設けられ、中央部ケーシングの後端部に配置される後端部ケーシング（ブラケット）には冷却液の流路を連通するための他の溝が設けられている（特許文献１を参照）。
【０００３】
また、図７に示すようにサーボモータのフレーム表面にヒートシンク２００が取り付けられたり、図８に示すようにサーボモータのフレーム内にスパイラス状の金属管２０１を埋め込んでクーラント液体が流せるものもある。
【特許文献１】特開平６−８６５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示された液冷式モータでは、前端部ケーシング（ブラケット）に冷却液の流路を連通するための一方の溝が設けられ、後端部に配置される後端部ケーシング（ブラケット）に冷却液の流路を連通するための他の溝が設けられている構造であるので、中央部ケーシングと前端部ケーシングとの間に配置されている密閉用のパッキンと、中央部ケーシングと後端部ケーシングとの間に配置されている密閉用のパッキンをそのまま使用することはできず、各パッキンは前端部ケーシングの第１溝と後端部ケーシングの第２溝の形状に合わせて加工したものを使用しなければならない。
【０００５】
しかも、前端部ケーシングと後端部ケーシングにそれぞれ溝を形成するので、中央部ケーシングと前端部ケーシングの間の密閉性と、中央部ケーシングと後端部ケーシングの間の密閉性が、低下するおそれがある。
【０００６】
また、図６示す従来例では、ヒートシンクがフレーム表面に取り付けられているだけであるので、ヒートシンクとフレームとが一体的に形成されているのではないので、フレームの冷却効果が小さい。図７に示す従来例では、フレーム構造が複雑になってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、中央部フレームとブラケットの間にパッキンを配置する必要が無く密閉性を増すことができ、中央部フレームの端部で冷却液の流路をつなぐ部分を不要として小型化を図ることができるサーボモータ液冷構造および液冷モータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のサーボモータ液冷構造は、一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、前記一端部ブラケットと前記他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成するサーボモータに適用される液冷構造であって、前記中央部フレームには、冷却液を通すための冷却液の流路が前記長手方向に沿って貫通して形成されており、前記冷却液の流路の両端部は封止され、前記冷却液の流路に対して前記中央部フレームの外側から冷却液供給穴と冷却液排出穴が形成され、前記冷却液供給穴と前記冷却液排出穴は、前記サーボモータの外部に設けた冷却液供給部に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のサーボモータ液冷構造は、好ましくは前記冷却液の流路の両端部の封止には、シール付きネジを用いる。本発明のサーボモータ液冷構造は、好ましくは前記シール付きネジは、テーパネジである。
【００１０】
さらに、本発明の液冷モータは、一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、前記一端部ブラケットと前記他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成するサーボモータに適用される液冷構造を有する液冷モータであって、前記中央部フレームには、冷却液を通すための冷却液の流路が前記長手方向に沿って貫通して形成されており、前記冷却液の流路の両端部は封止され、前記冷却液の流路に対して前記中央部フレームの外側から冷却液供給穴と冷却液排出穴が形成され、前記冷却液供給穴と前記冷却液排出穴は、前記サーボモータの外部に設けた冷却液供給部に接続されていることを特徴とする液冷構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、中央部フレームとブラケットの間にパッキンを配置する必要が無く密閉性を増すことができ、中央部フレームの端部で冷却液の流路をつなぐ部分を不要として小型化を図ることができるサーボモータ液冷構造および液冷モータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明のサーボモータ液冷構造の好ましい実施形態を有するサーボモータの構造例を示す図である。図２は、図１に示すサーボモータを示す分解斜視図である。
【００１４】
図示例では、液冷モータの例として液冷サーボモータを示している。
【００１５】
図１と図２に示すサーボモータ１は、例えば工作機械、射出成形機等の成形機、産業ロボット等に用いられ、サーボモータ液冷構造１０を有している。サーボモータ液冷構造１０は、サーボモータ１を冷却液（クーラント液）により強制冷却を行い、特にサーボモータの中央部フレーム１３の冷却機能を改善して、サーボモータ１の高出力化を図ることができる。
【００１６】
図１と図２に示すように、サーボモータ１は、ケーシング２と、端子箱３と、出力軸４と、配線部５と、サーボモータ液冷構造１０を有している。サーボモータ液冷構造１０に通す冷却液は、例えば水であるが、特に限定されず水以外のクーラント液であっても良い。
【００１７】
図１と図２に示すように、ケーシング２は、一端部ブラケット１１と、他端部ブラケット１２と、一端部ブラケット１１と他端部ブラケット１２の間に配置される中央部フレーム１３から構成されている。つまり、一端部ブラケット１１と他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３が、長手方向である軸方向ＣＬに並べて配置されておりケーシング２を構成している。
【００１８】
図２に示すように、一端部ブラケット１１は前端部ブラケットとも言い、他端部ブラケット１２は後端部ブラケットとも言い、一端部ブラケット１１と他端部ブラケット１２はともにほぼ正方形状の板部材である。一端部ブラケット１１の中央には、軸方向ＣＬを中心として円形の開口部１１Ｂが形成され、他端部ブラケット１２の中央には、軸方向ＣＬを中心として円形の開口部１２Ｂが形成されている。
【００１９】
図１と図２に示すように、中央部フレーム１３は、ほぼ直方体形状の部材であり、中央部フレーム１３にはサーボモータ液冷構造１０が設けられ、サーボモータ液冷構造１０の内側には軸方向ＣＬを中心として円柱状の内部空間１０Ｂが形成されている。
【００２０】
図２に示すように、一端部ブラケット１１の四隅部分にはネジを通す穴１１Ｈが形成されており、４本のネジ２３は、それぞれ一端部ブラケット１１の四隅部分の穴１１Ｈに通して、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂの四隅部分のメネジ１３Ｄに対してねじ込むにより、一端部ブラケット１１が第１端部１３Ｂに固定されている。
【００２１】
同様にして、他端部ブラケット１２の四隅部分にはネジを通す穴１２Ｈが形成されており、４本のネジ２４は、それぞれ他端部ブラケット１２の四隅部分の穴１２Ｈに通して、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃの四隅部分のメネジ１３Ｆに対してねじ込むにより、他端部ブラケット１２が第２端部１３Ｃに固定されている。
【００２２】
図１に示すサーボモータ１が、一例としてＳＭ（同期）形ＡＣ（交流）サーボモータである場合について説明する。
【００２３】
図１に示すケーシング２の円柱状の内部空間１０Ｂ内には、回転子３０が軸方向ＣＬを中心として回転可能に支持されている。回転子３０は、軸方向ＣＬに沿って配置されている出力軸４と、この出力軸４に固定された永久磁石３１を有している。
【００２４】
これに対して、ケーシング２の円柱状の内部空間１０Ｂを形成している内周面側には、固定子３２の電機子コイル３３が配置されている。固定子３２の電機子コイル３３に通電することで、電機子コイル３３の発生する磁界と回転子３０の永久磁石３１の磁界が作用して、回転子３０が回転する。
【００２５】
次に、図１〜図３を参照して、中央部フレーム１３のサーボモータ液冷構造１０について説明する。
【００２６】
図３は、中央部フレーム１３の第１端部１３Ｂ側を図２のＨ１方向から見た側面図であり、図４は、中央部フレーム１３の第２端部１３Ｃ側を図２のＨ２方向から見た側面図である。
【００２７】
図２と図３と図４に示すように、中央部フレーム１３には、軸方向ＣＬ（長手方向）に沿って断面矩形の４つの冷却液の流路形成部５１，５２，５３，５４が平行に形成されている。
【００２８】
図２に示すように、冷却液の流路形成部５１は、中央部フレーム１３の側面部１３Ｐに形成され、冷却液の流路形成部５２は、中央部フレーム１３の側面部１３Ｑに形成されている。また、冷却液の流路形成部５３は、中央部フレーム１３の側面部１３Ｒに形成され、冷却液の流路形成部５４は、中央部フレーム１３の側面部１３Ｓに形成されている。
【００２９】
冷却液の流路形成部５１は、破線で示すように第１端部１３Ｂ側から軸方向ＣＬに沿って第２端部１３Ｃ側にまで達する貫通穴状の冷却液の流路６１を有している。冷却液の流路形成部５２は、破線で示すように第１端部１３Ｂ側から軸方向ＣＬに沿って第２端部１３Ｃ側にまで達する貫通穴状の冷却液の流路６２を有している。
【００３０】
冷却液の流路形成部５３は、破線で示すように第１端部１３Ｂ側から軸方向ＣＬに沿って第２端部１３Ｃ側にまで達する貫通穴状の冷却液の流路６３を有している。冷却液の流路形成部５４は、破線で示すように第１端部１３Ｂ側から軸方向ＣＬに沿って第２端部１３Ｃ側にまで達する貫通穴状の冷却液の流路６４を有している。
【００３１】
図２に示すように、冷却液の流路形成部５１には、冷却液供給穴７１と冷却液排出穴７２が形成されており、冷却液の流路形成部５１と冷却液供給穴７１と冷却液排出穴７２はつながっている。冷却液供給穴７１は第１端部１３Ｂ側に形成され、冷却液排出穴７２は第２端部１３Ｃ側に形成されている。冷却液の流路形成部５２には、冷却液供給穴８１と冷却液排出穴８２が形成されており、冷却液の流路形成部５２と冷却液供給穴８１と冷却液排出穴８２はつながっている。冷却液供給穴８１は第２端部１３Ｃ側に形成され、冷却液排出穴８２は第１端部１３Ｂ側に形成されている。
【００３２】
同様にして、冷却液の流路形成部５３には、冷却液供給穴９１と冷却液排出穴９２が形成されており、冷却液の流路形成部５３と冷却液供給穴９１と冷却液排出穴９２はつながっている。冷却液供給穴９１は第１端部１３Ｂ側に形成され、冷却液排出穴９２は第２端部１３Ｃ側に形成されている。冷却液の流路形成部５４には、冷却液供給穴１０１と冷却液排出穴１０２が形成されており、冷却液の流路形成部５４と冷却液供給穴１０１と冷却液排出穴１０２はつながっている。冷却液供給穴１０１は第２端部１３Ｃ側に形成され、冷却液排出穴１０２は第１端部１３Ｂ側に形成されている。
【００３３】
図２〜図５に示すように、冷却液の流路形成部５１，５２，５３，５４の冷却液の流路６１，６２，６３，６４は貫通穴であるので、両端部は開口されているが、これらの両端部には、シール付きテーパネジ１３０がねじ込まれることで確実に封止めされている。これにより、簡単な構成でありながら、冷却液の流路６１，６２，６３，６４の両端部からは冷却水が漏れないようになっている。
【００３４】
図６は、シール付きテーパネジ１３０と、冷却液の流路６１，６２，６３，６４の両端部を示している。
【００３５】
シール付きテーパネジ１３０は、例えば六角レンチにより回転できる六角穴付きテーパーネジプラグであり、オネジ１３１には、好ましくはシール部材１３２が形成されている。このシール部材１３２は防水性を有する例えば樹脂膜であり、一例としてアクリル樹脂を用いることができる。
【００３６】
一方、冷却液の流路６１，６２，６３，６４の両端部の開口には、テーパー付きメネジ１４０が形成されており、このシール付きテーパネジ１３０は、冷却液の流路６１，６２，６３，６４の両端部の開口部にあるテーパー付きメネジ１４０に対してねじ込まれることにより、両端部の開口部は確実に簡単にシールしながら閉鎖でき、冷却液が漏れることがない。テーパネジを用いることで、通常のネジを用いる場合に比べて冷却液の封止能力を上げることができ、さらにシール付きテーパネジ１３０を用いればさらに冷却液の封止能力を上げることができる。
【００３７】
図２に戻ると、冷却液供給源１１０は電動ポンプ１１１に接続されており、電動ポンプ１１１は、冷却液供給穴７１，８１，９１，１０１に対して配管を介して接続されている。また、冷却液排出穴７２，８２，９２，１０２は、冷却液供給源１１０に接続されている。これにより、電動ポンプ１１１を作動することで、冷却液供給源１１０は冷却水のような冷却液は、冷却液供給穴７１，８１，９１，１０１を通して、冷却液の流路形成部５１，５２，５３，５４の冷却液の流路６１，６２，６３，６４に流れて中央部フレーム１３を冷却し、そして冷却液排出穴７２，８２，９２，１０２から冷却液供給源１１０に戻すことができるようになっている。
【００３８】
次に、上述した構成のサーボモータ１の冷却動作例を説明する。
【００３９】
図１に示すサーボモータ１の回転子３０が、固定子３２に対して回転すると、発熱をする。
【００４０】
そこで、図２に示す電動ポンプ１１１を作動することで、冷却液供給源１１０から供給される冷却用の水は、冷却液供給穴７１，８１，９１，１０１を通して、冷却液の流路形成部５１，５２，５３，５４の冷却液の流路６１，６２，６３，６４に流れて中央部フレーム１３を冷却し、そして冷却液排出穴７２，８２，９２，１０２から冷却液供給源１１０に戻す。
【００４１】
このため、冷却用の水は、中央部フレーム１３の全体を冷却しながら冷却液供給源７３に戻される。これにより、サーボモータ１は、中央部フレーム１３の全体を用いて、冷却用の水を循環させながら効率良く冷却できる。しかも、冷却液の流路形成部５１，５２，５３，５４の冷却液の流路６１，６２，６３，６４に流れる冷却水の流れる方向は、交互に逆方向になっているので、より効率よく中央部フレーム１３を冷却できる。
【００４２】
上述した本発明の実施形態のサーボモータ液冷構造１０では、中央部フレームには冷却液の流路形成部５１，５２，５３，５４が設けられており、冷却液の流路形成部５１，５２，５３，５４にはそれぞれ冷却液の流路（冷却通路部）６１，６２，６３，６４が形成されている。そして、冷却液の流路６１，６２，６３，６４は、冷却液供給穴７１，８１，９１，１０１と冷却液排出穴７２，８２，９２，１０２を通じて、モータの外部の冷却液供給源１１０と電動ポンプ１１１に接続されている。
【００４３】
冷却液の流路６１，６２，６３，６４は中心軸ＣＬに平行な貫通穴であるが、その両端部は、シール付きネジを用いて封止している。これにより、冷却液の流路は貫通穴として簡単に形成でき、その後その両端部をシール付きネジで閉鎖することで、冷却用の水が漏れないように確実にシールすることができる。
【００４４】
しかも、シール付きネジがテーパー付きネジであれば、オネジ部にシール部材が形成されていても、冷却液の流路の両端部の開口部に対して簡単にねじ込むことができ、組み立て作業が容易であるとともに、冷却用の水が漏れないようにすることができる。シール付きネジを用いる場合はもちろん、特にシール付きネジがテーパネジであれば、一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３の間と、他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３との間にはパッキンを入れる必要が無く、一端部ブラケット１１と中央部フレーム１３との間の密閉性と、他端部ブラケット１２と中央部フレーム１３との間の密閉性を向上することができる。
【００４５】
また、中央部フレーム１３の一端部と他端部において冷却水の流路同志をつなぐ接続部分が不要であるので、中央部フレーム１３と一端部ブラケット１１と他端部ブラケット１２の肉厚（サイズ）を薄くすることができ、サーボモータの小型化が図れる。
【００４６】
本発明のサーボモータ液冷構造は、一端部ブラケットと、他端部ブラケットと、一端部ブラケットと他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成するサーボモータに適用される液冷構造であって、中央部フレームには、冷却液を通すための冷却液の流路が長手方向に沿って貫通して形成されており、冷却液の流路の両端部は封止され、冷却液の流路に対して中央部フレームの外側から冷却液供給穴と冷却液排出穴が形成され、冷却液供給穴と冷却液排出穴は、サーボモータの外部に設けた冷却液供給部に接続されている。これにより、中央部フレームとブラケットの間にパッキンを配置する必要が無く密閉性を増すことができ、中央部フレームの端部で冷却液の流路をつなぐ部分を不要として小型化を図ることができる。
【００４７】
また、冷却液の流路の両端部の封止には、シール付きネジを用いる。これにより、冷却液の流路の両端部からの冷却液漏れを確実に簡単に防ぐことができる。
【００４８】
シール付きネジは、テーパネジであれば、オネジにシール部材が形成されていても、冷却液の流路の両端部をより確実に簡単に封止できる。
【００４９】
本発明の液冷モータは、端部ブラケットと、他端部ブラケットと、一端部ブラケットと他端部ブラケットの間に配置される中央部フレームとが、長手方向に並べて配置されてケーシングを構成するサーボモータに適用される液冷構造を有する液冷モータであって、中央部フレームには、冷却液を通すための冷却液の流路が長手方向に沿って貫通して形成されており、冷却液の流路の両端部は封止され、冷却液の流路に対して中央部フレームの外側から冷却液供給穴と冷却液排出穴が形成され、冷却液供給穴と冷却液排出穴は、サーボモータの外部に設けた冷却液供給部に接続されていることを特徴とする液冷構造を有する。これにより、中央部フレームとブラケットの間にパッキンを配置する必要が無く密閉性を増すことができ、中央部フレームの端部で冷却液の流路をつなぐ部分を不要として小型化を図ることができる。
【００５０】
サーボモータ１としては、例えばＳＭ（同期）形ＡＣサーボモータ、ＩＭ（誘導）形ＡＣ（交流）サーボモータ、ＤＣ（直流）サーボモータである。
【００５１】
また、本発明の液冷モータは、サーボモータに限らず、他の形式のモータであっても適用できる。冷却液の流路の両端部の封止には、シール付きテーパネジ以外の部品を用いても良く、あるいは単に樹脂を詰め込んでも良い。
【００５２】
なお、この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００５３】
また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のサーボモータ液冷構造の好ましい実施形態を有するサーボモータの構造例を示す図である。
【図２】図１に示すサーボモータを示す分解斜視図である。
【図３】中央部フレームの第１端部を図２のＨ１方向から見た側面図である。
【図４】中央部フレームの第２端部を図２のＨ２方向から見た側面図である。
【図５】中央部フレームの正面図である。
【図６】冷却液の流路形成部の端部とシール付きテーパネジの例を示す図である。
【図７】従来例を示す図である。
【図８】従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１                サーボモータ
２                ケーシング
１０              サーボモータ液冷構造
１１              一端部ブラケット
１２              他端部ブラケット
１３              中央部フレーム
１３Ｂ            中央部フレームの第１端部
１３Ｃ            中央部フレームの第２端部
３０              回転子
３２              固定子
５１，５２，５３，５４      冷却液の流路形成部
６１，６２，６３，６４      貫通穴状の冷却液の流路
７１，８１，９１，１０１    冷却液供給穴
７２，８２，９２，１０２    冷却液排出穴
１１０            冷却液供給部
１１１            電動ポンプ
ＣＬ              軸方向（長手方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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